超宽带室内定位原理及TDOA定位算法

超宽带室内定位原理及TDOA定位算法
室内定位技术是指利用无线通讯、定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系,从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控,这一技术可以弥补卫星定位在建筑物内无法定位的缺陷。目前主要的室内定位技术有红外传播技术、WLAN技术、超声波技术射频识别技术(RFID)、蓝牙技术、ZigBee技术等。文章主要介绍了超宽带技术在室内定位技术中的应用原理以及TDOA定位算法。
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标签:超宽带;室内定位;TDOA
链轮设计1 概述
随着科技的发展与进步,全球卫星定位系统(GPS)已经可以在室外提供稳定、精确的定位导航服务,但在室内或者有障碍物遮挡情况下,GPS因其信号穿透能力较差而无法实现精确的室内定位服务,因此室内定位成为定位导航领域里的“最后一公里”问题。再加上近年来短距离无线通信和移动网络技术的迅速发展催生了市场对高精度室内定位的强烈需求,所以,如何实现稳定、可靠的室内定位逐渐成为行业内关注的热点。
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为解决室内定位这一难题,国内外研究人员尝试了红外传播技术、WLAN技术、超声波技术射频识别技术(RFID)、蓝牙技术、ZigBee技术等。但受限于作用距离、交互性能、定位精度、抗干扰能力、功耗以及成本等条件,这些室内定位技术都没能广泛推广应用开来。超宽带(UWB)技术是一种无载波通信技术,其具有的抗干扰能力能强、安全性好、穿透能力强、传输速率高、系统容量大以及功耗非常低等优点使其为室内定位技术提供了另一种可能。
2 超宽带室内定位原理
扩管机根据美国联邦通信委员会(FCC)的定义,UWB是指相对带宽η大于0.2的信号,即:
三维打印其中fH和fL分别表示该信号-10dB带宽的高、低频率,fc为中心频率。
图1 最小UWB定位系统
如图1所示,最小UWB定位系统主要由标签节点(Tag)、参考节点(Ref)和中央处理模块组成,其中标签节点由被定位者携带其位置是未知的,参考节点与中央处理模块相连,参考节点的位置固定且已知。参考节点每隔一定时间向中央处理模块发送其检测到的标签
节点定位信号,中央处理模块收到信号后经过处理通过定位算法就可以得出标签节点的位置。按照测量参数的不同,UWB的定位方法可以分为接收信号强度法(RSSI)、到达角度法(AOA)、到达时间法(TOA)和到达时间差法(TDOA)等。
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本文发布于:2024-09-21 00:33:39,感谢您对本站的认可!

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